热塑性树脂增韧环氧树脂复合材料研究进展

为了解决环氧树脂固化导致严重脆弱,低韧性和恶劣的内冲击性缺点,在特定范围内限制适用的问题,本文通过整理近年来环氧树脂增韧的相关文献,研究了热塑性树脂的改性方法和改性后界面情况的进展,对聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺等热塑性树脂增韧环氧树脂研究现状进行了分析。研究发现:热塑性树脂增韧环氧树脂的共混体系从均相状态到高交联结构的固定相形态,这种转变极大程度提高了材料的性能。

纤维增强热塑性树脂基复合材料固相复合成型工艺研究进展

纤维增强热塑性树脂基复合材料具有比强度比模量高、结构可设计等优点,广泛应用于汽车、航空航天等领域。本文综述了国内外纤维增强热塑性复合材料固相复合成型工艺的研究现状,分析了不同固相复合成型工艺的成型过程与原理,总结了所制备复合材料的微观结构、力学性能等特点,阐述了此类工艺存在的问题和挑战,并对固相复合工艺的研究方向和发展趋势进行了展望。

纤维增强热塑性复合材料与金属连接技术的研究进展

纤维增强热塑性复合材料(FRTP)与金属的连接技术是多材料异质结构的关键制造技术。总结了纤维增强热塑性树脂基复合材料相对于传统金属材料的性能优势,分析了FRTP与金属连接技术的重要性和必要性,系统回顾了胶接、机械连接、混合连接和焊接四大类FRTP/金属连接技术的特点和发展,最后对未来FRTP/金属异质结构连接技术的发展、接头性能的改善提出了展望。

高强型聚酰亚胺纤维增强热塑性树脂基复合材料防弹性能研究

采用S35高强型聚酰亚胺(PI)纤维作为增强体,热塑性树脂作为基体,采用热压工艺制备了织物结构和正交单向无纬(UD)结构复合材料靶板,通过弹道极限速度测试和背部变形测试,研究了增强体结构和界面结合强度对PI纤维增强热塑性树脂基复合材料防弹性能的影响。结果表明:高强型聚酰亚胺纤维表现出了优异的防弹性能;UD结构靶板更适用于防铅芯弹;织物结构靶板更适用于防破片;当界面剥离强度由5.45N/cm提高到26.44N/cm时,剥离后界面处的纤维表面形貌的破坏程度逐渐增加。当侵彻体为5.6g铅芯弹时,随着界面剥离强度的提高,复合材料靶板的防弹性能呈现出先提高后降低的趋势;并且靶板的背部变形逐渐减小,进一步证明了界面结合强度对复合材料靶板防弹性能的影响。

原位聚合热塑性复合材料及其成型工艺研究

热塑性树脂分子量大,熔体黏度高,采用热熔方法制备复合材料存在树脂流动性差、微观尺度上易形成复合缺陷的问题。采用原位聚合方法制备热塑性复合材料,不仅可以避免上述问题,还能够沿用热固性复合材料的成型方法,进而实现热塑性复合材料的高效率、低成本制造,因此原位聚合热塑性复合材料在复合材料应用领域具有广阔的应用前景。围绕几种原位聚合热塑性树脂,本文阐述了其复合材料性能及成型工艺的研究现状,并针对目前存在的问题,提出了4个研究方向:改性工艺与成型工艺的耦合、聚合环境洁净度和聚合反应对杂质的敏感性的控制、聚合反应放热温度的控制、液体成型树脂适用期的调控。

大厚度玻纤增强树脂基复合材料拉伸性能试验与厚度对拉伸力学性能的影响

本文开创性地介绍了一种能够测量大厚度(36 mm以上)玻纤增强树脂基复合材料拉伸性能的试验方法,并通过该方法对不同厚度(10mm、16mm、30mm、36mm)的玻纤增强树脂基复合材料进行了拉伸性能测试,对比和分析了厚度对拉伸力学性能的影响。该研究为大厚度玻纤增强树脂基复合材料制品及构件在实际应用中的拉伸强度设计提供了重要的实验依据及理论参考。

碳纤维增强树脂基复合材料界面改性及应用进展

轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值,提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题。针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题,简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面处理方法,重点阐述了氧化法、化学接枝和涂层法,用物理或化学手段提高复合材料力学性能。此外,从热固性树脂和热塑性树脂两种基体材料的各自性能特点分析了碳纤维与树脂基体适配性的问题,提出了不同的解决方案。最后,介绍了CFRP在航空、风电叶片和新能源汽车领域的研究进展,提出了飞机轻量化、风机大型化和电车普及背景下材料研究的发展建议,如优化针对高强或高模等具有不同表面形态碳纤维的特定表面改性技术,开发针对不同树脂的改性方法,研发不同类别及应用场景下的碳纤维上浆剂,加强复合材料界面增强理论和界面表征技术研究,制定碳纤维复合材料标准化体系。

热塑性树脂/植物纤维复合材料的纤维改性方法

简述了纤维增强热塑性树脂的研究状况 ,介绍了植物纤维 /热塑性树脂在共混过程中存在的问题。重点讨论了植物纤维预处理的物理、化学改性方法来提高两者之间相容性。

热塑性树脂基碳素复合材料双极板的研究

以热塑性树脂作为石墨的粘结剂,采用模压一次成型制备复合材料双极板。考察了成型温度、成型压力、树脂含量及不同导电骨料种类配比对双极板性能的影响。实验表明(:1)在较低的成型温度和成型压力下采用溶剂溶解法制备的双极板性能要优于直接混合法(;2)较好的制备工艺:树脂质量分数为10%～16%,天然与人造石墨比例接近1∶1,成型温度为130～160℃,成型压力为8～12MPa。

先进热塑性树脂基复合材料预浸料的制备及纤维缠绕成型技术

本文简要总结了国内外高性能热塑性树脂的基本性能与开发应用现状。详细论述了预浸渍(反应链增长浸渍工艺、熔融浸渍工艺和溶液浸渍法)和后浸渍(纤维混合法、粉末混合工艺、Fit工艺和薄膜叠层法等)两大类热塑性复合材料预浸料的制备方法,着重介绍了应用较少的溶液浸渍法,并分析了各种制备方法的优缺点。对比分析了热塑性复合材料缠绕成型三条工艺路线(预浸带缠绕/原位固结工艺,预浸带缠绕/后固结工艺和在线浸渍缠绕/原位固结工艺)各自的特点与优势。最后介绍了本课题组采用在线溶液浸渍缠绕/原位固结成型工艺制备连续纤维增强新型可溶性聚芳醚砜酮(PPESK)树脂基复合材料(套筒部件和NOL环)方面所取得的研究进展。

相容剂对长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体/聚乳酸复合材料性能的影响

采用熔体浸渍工艺制备长玻纤增强热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/聚乳酸(PLA)复合材料;以苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂,聚乳酸为基体树脂,考察苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量对长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料性能的影响。结果表明,加入苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯能改善长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的相容性;长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度和模量等力学性能及储能模量随着苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯用量的增加呈先增加后降低的趋势,而长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的损耗因子则随苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的增加呈现降低后增加的趋势;通过复合材料的形态分析表明,加入相容剂的复合材料中玻璃纤维与基体树脂界面强度增加,且玻璃纤维表面有一层包覆的树脂基体;通过分析得出,当相容剂添加量为6%时,长玻璃纤维增强聚TPU/PLA复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量、缺口冲击强度等力学性能最优。

纤维增强热塑性树脂基复合材料与金属激光连接研究进展

纤维增强热塑性树脂基复合材料与金属的异质构件在轻量化现代装备中的应用日趋广泛,实现异质构件优质、高效、可靠的连接具有重要的学术意义和工程应用价值.详细综述了异质接头激光连接原理和界面结合机制,以及连接界面结合强度增强方法和激光连接工艺对连接接头抗剪强度的影响.通过增强机械结合和化学键结合,同时采用控制激光热输入、施加压力、填充树脂材料等措施抑制缺陷的产生,接头抗剪强度已可以满足工业应用对静载强度的要求.同时展望了纤维增强热塑性树脂基复合材料与金属激光连接技术的发展趋势.

植物纤维/热塑性树脂复合材料的研究

本文对提高植物纤维／热塑性树脂复合材料性能的关键技术问题进行分析，并根据木粉填充改性ＰＰ、ＨＤＰＥ和ＡＢＳ树脂的实验结果，对如何改善植物纤维／热塑性树脂的界面胶接作用进行探讨。研究表明：采用Ａ１５１对木粉进行表面处理，通过在植物纤维／热塑性树脂的界面形成化学键合作用，可有效改善植物纤维／热塑性树脂的界面胶接作用和提高植物纤维／热塑性树脂复合材料的力学性能。

热塑性树脂增韧酚醛树脂基复合材料研究

研究热塑性树脂的含量、端基、分子量对酚醛树脂基复合材料性能的影响,用扫描电镜观察增韧体系的断口形貌,对增韧机理进行了探索。结果表明,以热塑性树脂膜和固化后的酚醛树脂膜形成连续相、酚醛树脂固化球粒为分散相的"网膜-球粒"结构使酚醛树脂基复合材料的韧性提高。

热塑性树脂基复合材料自动铺带技术

随着热塑性树脂基复合材料在航空航天、汽车及其他领域应用的不断发展,热塑性树脂基复合材料逐渐被认识,并成为复合材料研究开发的重点之一。本研究介绍了国内外热塑性树脂基复合材料的发展现状和趋势,分析了国内外在热塑性树脂基复合材料自动铺带方面的研究现状及其关键技术。

国外热塑性树脂基复合材料低轨原子氧环境效应研究进展

针对具有良好应用前景的热塑性树脂基复合材料,调研并分析了国外飞行试验获得的数据,从原子氧反应率、力学性能退化、微裂纹等多个方面分析研究了原子氧环境对热塑性树脂基复合材料作用效应,为空间站等低轨道航天器结构材料的设计和选择提供依据。

热塑性树脂基复合材料用摩擦纺混纤纱

对连续纤维增强热塑性树脂基复合材料，增强纤维和热塑性树脂的结合是这类复合材料加工的难点。从９０年代起，Ｗｕｌｆｈｏｒｓｔ等探索性地研究了用摩擦纺纱方法将增强纤维和树脂纤维一起加工成热塑性复合材料用混纤纱。本文对这种摩擦纺混纤纱加工方法进行了进一步讨论，纺制了几种混纤纱并通过扫描电镜和纱线均匀度测试仪研究了其结构。

热塑性树脂增韧MBMI/DABPA复合材料效果研究

以韧性较高的 4 ,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺 /3,3′-二烯丙基双酚 A共聚树脂 ( MBMI/DABPA)作为对象 ,研究了共混热塑性树脂对其纤维增强复合材料性能的影响。结果表明 ,分子链刚性大的酚酞聚芳醚砜 ( PES-C)比刚性较小的酚酞聚芳醚酮 ( PEK-C)的增韧效果差 ,含端羟基的 PEK-C增韧复合材料的断裂韧性 G1 C并不比普通封端 PEK-C增韧的高 ,PEK-C分子量和用量的适当增加 ,有利于复合材料韧性的提高。共混 1 2 .5 %的 PEK-C,改性树脂玻璃纤维复合材料 GIC高达 938J/m2 ,碳纤维复合材料GIC为 5 5 2 J/m2 ,比未增韧的 T30 0 /XU2 92提高 1 6 3%。

热塑性树脂基纺织结构型复合材料

本文回顾了热塑性树脂基纺织结构型复合材料的加工方法。着重讨论了增强纤维与热塑性树脂的结合方法，特别是在纱线水平的结合方法以及这些纱线的前处理方法。

亚麻增强热塑性树脂基复合材料的开发

利用亚麻纤维的可纺性,与热塑性聚丙烯(Polypropylene,PP)纤维通过捻合形成PP包覆亚麻的混合纱结构,将所得混合纱线进行平纹布的织造,选取5层作为铺层数,在热压机上进行热压复合,制得亚麻/PP热塑性树脂基复合材料,并对其拉伸性能进行测试,得出其经向拉伸强度高于纬向,分别为69.34 MPa和61.76 MPa.